CN115779451A - 一种自动植发机及植发方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种自动植发机及植发方法,其特点是:在机架两端及中部设置的蓄发器三维移动旋转驱动装置、植发针三维移动旋转驱动装置、头模胶皮支撑体双向回转驱动装置上分别设置蓄发器装置、植发针装置和头模胶皮支撑体,植发针装置的植发针针尖初始位置为植发定位基准点。由控制系统在头模胶皮支撑体上覆盖的头模胶皮上设定若干待植发点位,并控制头模胶皮上的待植发点位逐个到达植发针植发位置点,还控制蓄发器装置与植发针在三维空间内移动配合,使植发针每次钩取蓄发器装置上发丝钩出口内的至少1根发丝,并将发丝植于头模胶皮上与植发针植发位置点重合的待植发点位上。自动化程度高,生产效率高,植发工艺合理,生产的假发制品质量高。
Description
技术领域
本发明属于发制品制造技术领域,涉及植发生产设备及植发方法的改进,具体说是一种自动植发机及植发方法。
背景技术
在假发生产中,使用的头模胶皮是包覆在一个刚性半球形支撑体表面的一个厚约0.5mm的硅胶制品,从刚性球形支撑体取下后的头模胶皮与人头颅骨形状相似。人工植发是由操作工人用左手捏住被圈成半圆弧状的发丝束两端,与其右手操作的植发针配合实现一系列操作,通过钩、编、结等方法将一根根发丝按要求植于头模胶皮所要求的各个植发点位之上,我们称之为植发生产工艺过程。对于一个假发产品,其对应的头模胶皮上植发点位、数量、发丝方向以及发丝与头模胶皮的固结方式等方面,均有严格工艺要求。因此,能否在一定精度范围之内按要求的发丝方向将发丝准确植入植发点位,是影响假发产品品质的重要因素。这就对操作工人提出了较高的要求,如果操作工人的技术不熟练,植发的发丝不均匀,就会影响产品的质量,甚至出现次品,造成质量很不稳定。因此,采用手工植发方式的加工效率很低,属于劳动密集型工作。由于手工植发操作繁琐、细致,费时费力,易疲劳,而且对工人熟练程度及素质的要求较高,造成招工困难,因此,熟练工人的工资在不断上涨,这也使假发制品的用人成本不断提高,使假发制作企业的经济效益低下,阻碍了假发制作企业的正常发展。随着人们生活水平的不断提高,对于假发的需求量日益提升,而手工加工假发制品极大影响了该行业快速发展的需求,也不能满足目前人们对假发制品在质量方面的要求。
现有植发设备主要用于玩偶头部的植发,由于自动化程度不高,植发过程也需要手工配合操作,对操作工人要求较高,也存在效率低、成本较高及质量不稳定的问题。
对于一个假发产品,其对应的头模胶皮上植发点位、数量及发丝方向,发丝与头模胶皮固结方式等,均有严格工艺要求。因此,能否在一定精度范围之内按要求的发丝方向将发丝准确植入植发点位,是影响假发产品品质的重要因素。
因此,如何设计一种自动植发机及植发方法,自动化程度高,生产效率高,植发工艺合理,生产的假发制品质量高,这是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明为了解决现有技术存在的问题和不足,而提供一种自动植发机及植发方法,自动化程度高,生产效率高,植发工艺合理,生产的假发制品质量高。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种自动植发机,包括机架、头模胶皮支撑体、头模胶皮支撑体驱动装置、蓄发器装置、植发针装置及控制系统,所述头模胶皮支撑体用于支撑头模胶皮,所述蓄发器装置用于存放发丝束,其特征在于,所述机架的两端上分别设置蓄发器三维移动旋转驱动装置和植发针三维移动旋转驱动装置,所述机架的中部设置头模胶皮支撑体双向回转驱动装置,所述头模胶皮支撑体双向回转驱动装置上设置所述头模胶皮支撑体,所述头模胶皮支撑体呈半球形,所述头模胶皮支撑体双向回转驱动装置用于驱动头模胶皮支撑体绕过其球心的水平轴线公转及绕与所述水平轴线垂直且两者相交于所述球心的自转轴线自转;所述蓄发器三维移动旋转驱动装置上设置所述蓄发器装置, 所述蓄发器装置上设置发丝钩出口,所述植发针装置设置在所述植发针三维移动旋转驱动装置上,所述植发针装置包括植发针,所述植发针前端的针尖初始位置为植发定位基准点,所述植发针前端的针尖位于过所述球心的垂线上且与所述头模胶皮重合点为植发针植发位置点,所述控制系统包括植发点位设置模块,用于在所述头模胶皮上设定若干待植发点位,所述控制系统用于控制所述头模胶皮支撑体双向回转驱动装置驱动所述头模支撑体双向转动,使所述头模胶皮上的各待植发点位逐个到达所述植发定位基准点的下方,且与植发针植发位置点重合的位置,还控制所述蓄发器装置与所述植发针在三维空间内移动配合,使所述植发针每次钩取所述蓄发器装置上发丝钩出口内的至少1根发丝,并将发丝植于所述头模胶皮上与植发针植发位置点重合的待植发点位上。
对上述技术方案的改进:所述机架上设置梳发板水平回转电机,所述梳发板水平回转电机的控制端与所述控制系统连接,所述梳发板水平回转电机上竖直设置的传动轴上端设置一块水平梳发板,所述梳发板的中部设置矩形透孔,所述矩形透孔中心对准下方的所述头模胶皮的待植发点位,所述传动轴偏心设置,且与所述透孔保持一定的间距,所述梳发板回转电机驱动所述梳发板在水平面内实现360°转动,用于梳理整齐植在头模胶皮上的发丝,并使已植于头模胶皮上的发丝均梳理于梳发板的下表面侧。
对上述技术方案的进一步改进:所述蓄发器三维移动旋转驱动装置包括蓄发器X向直线模组、蓄发器Y向直线模组、蓄发器Z向直线模组、蓄发器移动横梁及蓄发器支撑板,所述蓄发器X向直线模组、蓄发器Y向直线模组及蓄发器Z向直线模组的控制端均与所述控制系统连接,所述蓄发器X向直线模组设置在所述机架的一端上,所述蓄发器Y向直线模组设置在所述蓄发器X向直线模组上实现纵向移动,所述蓄发器Z向直线模组设置在所述蓄发器Y向直线模组上实现横向移动,所述蓄发器Z向直线模组的驱动端上连接所述蓄发器移动横梁实现竖向移动,所述蓄发器移动横梁与所述蓄发器支撑板连接,所述蓄发器装置设置在所述蓄发器支撑板上。
对上述技术方案的进一步改进:所述蓄发器移动横梁通过蓄发器微调块与所述蓄发器支撑板连接,用于精确调节所述蓄发器装置的位置;所述蓄发器装置包括蓄发容器、加压装置及蓄发器转动电机,所述蓄发器转动电机的控制端与所述控制系统连接,所述蓄发容器包括侧壁及底板,所述底板中间位置设置所述发丝钩出口,所述蓄发器支撑板连接一电机固定板,所述蓄发器转动电机固定在所述电机固定板上,所述蓄发器转动电机的传动轴穿过所述电机固定板并与所述加压装置连接,所述加压装置包括框架、左压力轴、左压力轴步进电机、蓄发器左螺杆、蓄发器左滑块、左压力轴推杆主动板、左压力轴推杆从动板、右压力轴、右压力轴步进电机、蓄发器右螺杆、蓄发器右滑块、右压力轴推杆主动板及右压力轴推杆从动板,所述左压力轴和右压力轴分别紧固在左压力轴推杆从动板和右压力轴推杆从动板上,所述左压力轴步进电机和右压力轴步进电机分别设置在所述框架顶部的左右两端,所述左压力轴步进电机的传动轴和右压力轴步进电机的传动轴分别与蓄发器左螺杆和蓄发器右螺杆连接,所述蓄发器左螺杆和蓄发器右螺杆上分别套有蓄发器左滑块和蓄发器右滑块,所述蓄发器左滑块和蓄发器右滑块分别与左压力轴推杆主动板和右压力轴推杆主动板连接,所述左压力轴推杆主动板与左压力轴推杆从动板之间加装左压力传感器,所述右压力轴推杆主动板与右压力轴推杆从动板之间加装右压力传感器,所述左压力传感器、右压力传感器、左压力轴步进电机的控制端及右压力轴步进电机的控制端均与所述控制系统连接。
对上述技术方案的进一步改进:所述头模胶皮支撑体双向回转驱动装置包括头模公转转轴轴承座、头模公转转轴、头模公转电机及头模自转电机,所述头模公转转轴轴承座设置在所述机架上靠近所述植发针三维移动旋转装置的位置,所述头模公转转轴轴承座上设置所述头模公转电机,所述头模公转转轴水平设置且由所述头模公转电机驱动转动,所述头模公转转轴的一端通过轴承安装在所述头模公转转轴轴承座上,另一端上设置安装板,所述安装板上固定安装所述头模自转电机,在所述头模自转电机上竖直设置的传动轴的上端安装所述头模支撑体,所述头模胶皮支撑体位于所述机架的中部,所述头模公转电机的控制端及头模自转电机的控制端均与所述控制系统连接。
对上述技术方案的进一步改进:所述植发针三维移动旋转驱动装置包括植发针移动横梁、植发针旋转电机、植发针X向直线模组、植发针Y向直线模组及植发针Z向直线模组,所述植发针旋转电机、植发针X向直线模组、植发针Y向直线模组及植发针Z向直线模组的控制端均与所述控制系统连接,所述植发针X向直线模组设置所述机架的另一端上,所述植发针Y向直线模组设置在所述植发针X向直线模组上实现纵向移动,所述植发针Z向直线模组设置在所述植发针Y向直线模组上实现横向移动,所述植发针Z向直线模组的驱动端上连接所述植发针移动横梁实现竖向移动,所述植发针移动横梁上设置所述植发针旋转电机,所述植发针旋转电机的传动轴上连接所述植发针装置中的植发针。
对上述技术方案的进一步改进:所述的植发针包括针杆、针尖及倒钩,所述针杆的前端为弯弧状,所述针杆的后端与所述植发针三维移动旋转驱动装置连接,所述倒钩设置在所述针杆前端的针尖上形成的V形沟槽,所述V形沟槽内仅能容纳1根、2根或3根所述发丝;所述植发针装置还包括植发针固定柄,所述针杆的后端与所述植发针固定柄连接,所述植发针固定柄与植发针三维移动旋转驱动装置以可拆卸方式连接。
对上述技术方案的进一步改进:还在所述发丝钩出口处设置发丝状态检测装置,发丝状态检测装置采用图像识别检测装置进行监控,所述图像识别检测装置与所述控制系统连接,所述控制系统设置报警器,在自动植发过程中,一旦出现所述植发针的倒钩未能钩取到所述发丝钩出口处的发丝时,则停机报警提示。
本发明一种上述自动植发机的植发方法,其特征在于,植发针装置中的植发针包括针杆、针尖及倒钩,所述针杆的前端为弯弧状,所述倒钩设置在所述针杆前端的针尖上形成的V形沟槽,所述植发方法包括如下步骤:
步骤1:在蓄发器装置中放入发丝,并在头模胶皮支撑体上覆盖上头模胶皮,通过控制系统的植发点位设置模块在所述头模胶皮上的待植发部位设定若干植发点位;
步骤2:由控制系统控制植发针三维移动旋转驱动装置驱动植发针装置,使植发针的针尖处于植发定位基准点,并控制蓄发器三维移动旋转驱动装置使蓄发器装置上的发丝钩出口移动至靠近所述植发定位基准点的位置,再控制所述头模支撑体双向回转驱动装置驱动所述头模胶皮支撑体转动,使头模胶皮上的一个待植发点位到达与植发针植发位置点重合的位置等待植发;
步骤3:由控制系统控制植发针三维移动旋转驱动装置驱动植发针的针尖移动至植发针植发位置点,并与头模胶皮上的一个待植发点位重合,植发针的针尖先从头膜胶皮外表面上的植发针植发位置点扎透至头膜胶皮内表面,然后植发针旋转一定角度,植发针的针尖再从距头模胶皮扎入孔一定距离,由头模胶皮内表面至头模胶皮外表面扎出,还控制蓄发器三维移动旋转装置驱动蓄发器装置移动使其上的发丝钩出口内的至少一根发丝嵌入植发针的V形沟槽中,通过植发针与蓄发器装置之间的相互移动配合将发丝勾出并植入所述头膜胶皮上与植发针植发位置点重合的待植发点位上;
步骤4:每植完一根发丝后,由控制系统控制头模胶皮支撑体双向回转驱动装置驱动头模支撑体自转一定角度,然后,再按所述步骤2、步骤3的植入方法进行下一根发丝的植入,头模胶皮支撑体自转360°后,将一周纬向圆周线上的植发点位植满发丝;
步骤5:由控制系统控制头模胶皮支撑体双向回转驱动装置驱动头模胶皮支撑体公转一定角度,再按所述步骤4进行头模胶皮上相邻的另一纬向圆周线上的植发点位进行植发,直到头模胶皮上各纬向圆周线的待植发部位都植入发丝后,植发工作完成。
对上述技术方案的改进:所述步骤1中,控制系统在头模胶皮上设定若干待植发点位的具体方式为:将头模胶皮中间部位的偏心点作为头旋中心,头模胶皮中间头旋中心周边的矩形区域设置若干行纵向排列的待植发点位。头模胶皮上其余部分的待植发点位的设置是以头旋中心为圆心点作出一定间距的纬向圆周线族,以头旋中心为圆心点沿植发方向作出经向圆周线族,纬向圆周线与经向圆周线在头模胶皮上形成的交叉点即作为待植发点位。
对上述技术方案的进一步改进:每次植完一根发丝后,由梳发板水平回转电机驱动梳发板在水平面内实现360°旋转,将这根植完的发丝将从梳发板上的透孔滑落至梳发板的下表面侧,并被梳发板的下表面按一定规律方向压住,以此实现已植发丝均处于梳发板下表面,并有规律排列,以免影响或干扰下一根发丝植发的生产过程。
对上述技术方案的进一步改进:所述蓄发器装置包括蓄发容器、加压装置及蓄发器转动电机,所述加压装置中的左压力轴和右压力轴与蓄发容器底板对其中发丝束的左右两个压力点分别产生压紧力,所述压紧力设定压力下限值和压力上限值,所述压力下限值与压力上限值之间的压紧力范围通过左压力传感器和右压力传感器进行检测,并通过控制系统完成对左压力轴和右压力轴的位置调整;左压力轴和右压力轴分别通过蓄发器左滑块和蓄发器左滑块驱动,当左压力轴或右压力轴对于发丝束压紧力小于所述压力下限值时,对应的左压力轴直线模组步进电机或右压力轴直线模组步进电机启动,则左压力轴推杆主动板或右压力轴推杆主动板在其对应的蓄发器左滑块或蓄发器左滑块带动下相对发丝束方向移动,左压力轴或右压力轴压紧发丝束直至压力值保持在所述压力上限值后停止运动。
本发明与现有技术相比具有以下优点和积极效果:
1、本发明除了在蓄发器装置中放入发丝束,并在头模支撑体上覆盖上头模胶皮需要人工之外,其他植发动作完全实现机械自动化,自动化程度高,生产效率高;
2、本发明在机架上设置的梳发板水平回转电机驱动一块梳发板在水平面内实现360°转动,在梳发板的中部设置矩形透孔,用于将植在头模胶皮上的发丝梳理整齐,并使已植于头模胶皮上的发丝均处于梳发板的下表面侧,适宜自动化生产方式;
3、本发明还可以完成按不同规律排列的植发点位的植发工艺过程,例如,可以完成沿圆周方向排列的植发点位的植发要求,也可以完成头模胶皮头旋中心周边的矩形区域设置的若干行纵向排列的植发点位植发,适应性广泛。
4、本发明植发工艺合理,植入头模胶皮上发丝均匀,布局合理,因此,生产的假发制品质量高。
附图说明
图1为本发明一种自动植发机的主视图;
图2为本发明一种自动植发机中头模胶皮支撑体沿X轴向视图;
图3为本发明一种自动植发机中头模胶皮支撑体沿Z轴向视图;
图4为本发明一种自动植发机中的植发针装置的局部示意图;
图5为本发明一种自动植发机中的植发针将发丝植于头模胶皮上的打结过程示意图;
图6为本发明一种自动植发机中蓄发器装置的主视图;
图7为本发明一种自动植发机中蓄发器装置的左视图;
图8为本发明一种自动植发机中蓄发器装置的右视图;
图9为本发明一种自动植发机中沿Z轴方向看到的头模植发点位分布示意图;
图10为本发明一种自动植发机中沿Y轴方向看到的头模植发点位分布示意图;
图11为本发明一种自动植发机中植发针三维移动旋转驱动装置的主视图;
图12为本发明一种自动植发机中植发针三维移动旋转驱动装置的左视图;
图13为本发明一种自动植发机的植发方法过程中植发针扎入植发点位方向的示意图;
图14为本发明一种自动植发机六组连体结构的示意图;
图15为本发明一种自动植发机的控制系统框图。
图中,1-蓄发器X向直线模组、2-蓄发器Y向直线模组、3-蓄发器Z向直线模组、4-蓄发器移动横梁、5-蓄发器微调块、6-蓄发器支撑板、7-蓄发器装置、7.1-左压力轴、7.2-右压力轴、7.3-左压力轴步进电机、7.4-右压力轴步进电机、7.5-蓄发器转动步进电机、7.6-蓄发容器底板、7.7-蓄发容器、7.8-左压力轴推杆从动板、7.9-左压力传感器、7.10-左压力轴推杆主动板、7.11-右压力轴推杆主动板、7.12-右压力传感器、7.13-右压力轴推杆从动板、7.14-蓄发器左螺杆、7.15-蓄发器左滑块、7.16-蓄发器右螺杆、7.17-蓄发器右滑块、8-梳发板、8.1-透孔、9-植发针装置、9.1-植发针固定柄、9.2-针杆、9.2.1-针尖、9.2.2-倒钩、10-植发针移动横梁、11-植发针Z向直线模组、11.1-植发针Z向模组步进电机、11.2-植发针Z向模组联轴器、11.3-植发针Z向模组滚珠丝杠、11.4-植发针Z向模组滚珠导轨、11.8-植发针Z向模组移动滑块、11.10-植发针Z向模组底板、12-植发针Y向直线模组、12.1-植发针Y向模组步进电机、12.2-植发针Y向模组联轴器、12.4-植发针Y向模组移动滑块、12.7-植发针Y向模组滚珠导轨、12.8-植发针Y向模组滚珠丝杠、12.10-植发针Y向模组底板、13-植发针X向直线模组、13.1-植发针X向模组步进电机、13.2-植发针X向模组移动滑块、13.3-植发针X向直线模组本体、13.4-植发针X向模组滚珠丝杠、13.5-植发针X向模组联轴器、14-头模公转转轴轴承座、15-头模公转转轴、16-头模自转步进电机、17-头模胶皮支撑体、18-头模胶皮、19-机架、20-发丝。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。
参见图1-图13,本发明一种自动植发机的实施例,包括机架19、头模胶皮支撑体17、头模胶皮支撑体驱动装置、蓄发器装置7、植发针装置及控制系统,用于支撑头模胶皮18,蓄发器装置7用于存放发丝束。在机架19的两端上分别设置蓄发器三维移动旋转驱动装置和植发针三维移动旋转驱动装置,在机架19的中部设置头模胶皮支撑体双向回转驱动装置。在头模胶皮支撑体双向回转驱动装置上设置头模胶皮支撑体17,头模胶皮支撑体17呈半球形,所述头模胶皮支撑体双向回转驱动装置用于驱动半球形的头模胶皮支撑体17绕过其球心的水平轴线公转及绕与所述水平轴线垂直且两者相交于所述球心的自转轴线自转。所述蓄发器三维移动旋转驱动装置上设置所述蓄发器装置7, 在蓄发器装置7上设置发丝钩出口。植发针装置7设置在所述植发针三维移动旋转驱动装置上,所述植发针装置包括植发针,所述植发针前端的针尖初始位置为植发定位基准点(植发定位基准点是进行植发工艺时的起始位置,植发针尖相对于头模胶皮支撑体17运动的起点,即程序起点);所述植发针前端的针尖位于过所述球心的垂线上且与所述头模胶皮18的重合点为植发针植发位置点(图9、图10中的C处) ,植发针植发位置点是植发针前端的针尖工作位置,称植发针植发位置点C,是植发针尖扎入头模胶皮18的位置点,为便于观察和检测,可以将植发定位基准点设在植发针植发位置点C的正上方一定距离,例如10mm。所述控制系统包括植发点位设置模块,用于在所述头模胶皮上设定若干待植发点位,所述控制系统用于控制所述头模胶皮支撑体双向回转驱动装置驱动头模支撑体17双向转动,使所述头模胶皮18上的各待植发点位逐个到达所述植发定位基准点的下方,且与植发针植发位置点重合的位置,还控制蓄发器装置7与所述植发针在三维空间内移动配合,使所述植发针每次钩取蓄发器装置7上发丝钩出口内的至少1根发丝20,并将发丝20植于头模胶皮18上与植发针植发位置点重合的待植发点位上。
进一步地,上述机架19上设置梳发板水平回转电机,所述梳发板水平回转电机的控制端与所述控制系统连接。如图3所示,所述梳发板回转电机上竖直设置的传动轴上端设置一块梳发板8,在梳发板8的中部设置透孔8.1,透孔8.1为矩形透孔,矩形透孔中心对准下方的所述头模胶皮的待植发点位。梳发板水平回转电机的传动轴偏心设置,且与矩形孔保持一定的间距(矩形透孔中心至梳发板回转电机的传动轴的间距为e),梳发板8由梳发板水平回转电机驱动,在水平面内实现360°转动,用于梳理整齐植在头模胶皮18上的发丝20。使所述梳发板8在水平面内内实现360度转动,也就是梳发板8上矩形透孔8.1相对梳发板8回转电机轴转动360度,使得刚刚通过植发板矩形透孔8.1而植于植发点位上的发丝20(此时一定长度柔软的发丝20形状大致呈V型且自然落在梳发板8的上表面),由于梳发板矩形透孔8.1中心相对梳发板回转电机轴偏心转动(设偏心距离为e),因而在梳发板8转动过程中,梳发板上的矩形透孔8.1与植发点位逐渐错开一定距离,最大错开距离为2e。取2e大于植发后发丝V型边长度,则随着梳发板矩形透孔8.1与植发点位距离逐渐加大,则发丝20露在梳发板8的上表面的长度也逐渐变短,最终全部发丝落入梳发板8的下表面,且被梳发板8的下表面按转动方向进行梳理,使得植于头膜胶皮18上的发丝20被梳理整齐。
优选地,上述梳发板水平回转电机采用步进电机,具体也可采用直流微型电机。
具体而言:上述蓄发器三维移动旋转驱动装置包括蓄发器X向直线模组1、蓄发器Y向直线模组2、蓄发器Z向直线模组3、蓄发器移动横梁4及蓄发器支撑板6,蓄发器X向直线模组1、蓄发器Y向直线模组2及蓄发器Z向直线模组3的控制端均与所述控制系统连接。蓄发器X向直线模组1设置机架19的一端上,蓄发器Y向直线模组2设置在蓄发器X向直线模组1上实现纵向移动,蓄发器Z向直线模组3设置在蓄发器Y向直线模组2上实现横向移动,蓄发器Z向直线模组3的驱动端上连接所述蓄发器移动横梁4实现竖向移动。蓄发器移动横梁4与蓄发器支撑板6连接,蓄发器装置7设置在蓄发器支撑板6上。
进一步地,如图1所示,上述蓄发器移动横梁4通过蓄发器微调块5与蓄发器支撑板6连接,用于精确调节蓄发器装置7的位置。
如图6-图8所示,蓄发器装置7包括蓄发容器7.7、加压装置及蓄发器转动步进电机7.5,蓄发器转动步进电机7.5的控制端与所述控制系统连接,蓄发容器7.7包括侧壁及蓄发容器底板7.6,在蓄发容器底板7.6中间位置设置所述发丝钩出口。蓄发器支撑板6连接一电机固定板,蓄发器转动步进电机7.5固定在所述电机固定板上,蓄发器转动步进电机7.5的传动轴穿过所述电机固定板并与所述加压装置连接。
上述加压装置包括框架、左压力轴7.1、左压力轴步进电机7.3、蓄发器左螺杆7.14、蓄发器左滑块7.15、左压力轴推杆主动板7.10、左压力轴推杆从动板7.8、右压力轴7.2、右压力轴步进电机7.4、蓄发器右螺杆7.16、蓄发器右滑块7.17、右压力轴推杆主动板7.11及右压力轴推杆从动板7.13。左压力轴7.1和右压力轴7.2分别紧固在左压力轴推杆从动板7.8和右压力轴推杆从动板7.11上。左压力轴步进电机7.3和右压力轴步进电机7.4分别设置在所述框架顶部的左右两端,左压力轴步进电机7.3的传动轴和右压力轴步进电机7.4的传动轴分别与蓄发器左螺杆7.14和蓄发器右螺杆7.16连接,蓄发器左螺杆7.14和蓄发器右螺杆7.16上分别套有蓄发器左滑块7.15和蓄发器右滑块7.17,蓄发器左滑块7.15和蓄发器右滑块7.17分别与左压力轴推杆主动板7.10和右压力轴推杆主动板7.11连接。左压力轴推杆主动板7.10与左压力轴推杆从动板7.8之间加装左压力传感器7.9,右压力轴推杆主动板7.11与右压力轴推杆从动板7.13之间加装右压力传感器7.12,所述左压力传感器7.9、右压力传感器7.12、左压力轴步进电机7.3的控制端及右压力轴步进电机7.4的控制端均与所述控制系统连接。加装左压力传感器7.9及右压力传感器7.12的目的是对发丝20之间产生的挤压力进行精准量化控制。
将若干发丝20组成的发丝束置于蓄发容器7.7中,若干发丝20处于左压力轴7.1、右压力轴7.2与蓄发容器底板7.6之间,如果左压力轴7.1、右压力轴7.2相对于蓄发容器底板7.6相向移动,则发丝束在左压力轴7.1、右压力轴7.2与底板7.6之间受到挤压,因而使若干发丝20组成的发丝束之间产生挤压力。
根据生产工艺要求及考虑设备本身的强度问题,左压力轴7.1和右压力轴7.2对于发丝束压紧力应设置在一定范围之内即可,例如0.5~3Kg之间,而这个压紧力范围通过左压力传感器7.9和右压力传感器7.12进行检测,并通过控制系统完成对左压力轴7.1和右压力轴7.2的位置调整。当左压力轴7.1对于发丝束压紧力小于压力下限值(例如0.5Kg)时,对应的左压力轴步进电机7.3启动,通过蓄发器左螺杆7.14转动而推动蓄发器左滑块7.15相对发丝束方向移动,则左压力轴推杆主动板7.10在蓄发器左滑块7.15带动下相对发丝束方向移动,当左压力轴7.1压紧发丝束直至压力值保持在压力上限值后(例如3Kg)停止运动。同样,当右压力轴7.2对于发丝束压紧力小于压力下限值(例如0.5Kg)时,对应的右压力轴步进电机7.4启动,通过蓄发器右螺杆7.16转动而推动蓄发器右滑块7.17相对发丝束方向移动,则右压力轴推杆主动板7.11在蓄发器右滑块7.17带动下相对发丝束方向移动,当右压力轴7.2压紧发丝束直至压力值保持在压力上限值(例如3Kg)停止运动。
再进一步地,如图1所示,上述头模支撑体双向旋转驱动装置包括头模公转转轴轴承座14、头模公转转轴15、头模自转步进电机16及头模公转步进电机,所述头模公转转轴轴承座14设置在机架19上靠近所述植发针三维移动旋转装置的位置。头模公转转轴轴承座14上设置所述头模公转步进电机,头模公转转轴15水平设置且由头模公转步进电机驱动转动,头模公转转轴15的一端通过轴承安装在头模公转转轴轴承座14上,另一端上设置安装板。所述安装板上固定安装头模自转步进电机16,在头模自转步进电机机16上竖直设置的传动轴的上端安装头模胶皮支撑体17,所述头模胶皮支撑体17位于机架19的中部。头模自转步进电机16与公转步进电机的控制端均与所述控制系统连接,所述控制系统控制头模自转步进电机16驱动头模胶皮支撑体17绕头模自转步进电机16的自转轴线自转,控制头模公转步进电机驱动头模胶皮支撑体17绕头模公转转轴15的轴线实现公转。
又进一步地,如图1所示,上述植发针三维移动旋转驱动装置包括植发针移动横梁10、植发针旋转步进电机、植发针X向直线模组13、植发针Y向直线模组12及植发针Z向直线模组11,所述植发针旋转步进电机的控制端、植发针X向直线模组13、植发针Y向直线模组12及植发针Z向直线模组11的控制端均与所述控制系统连接。植发针X向直线模组13设置机架19的另一端上,植发针Y向直线模组12设置在植发针X向直线模组13上实现纵向移动,植发针Z向直线模组11设置在植发针Y向直线模组12上实现横向移动,植发针Z向直线模组11的驱动端上连接植发针移动横梁10实现竖向移动,在植发针移动横梁10上设置所述植发针旋转步进电机,所述植发针旋转步进电机的传动轴上连接植发针装置9中的植发针。
具体而言:如图1所示,上述植发针装置9安置于植发针移动横梁10之上,而植发针移动横梁10在植发针X向直线模组13、植发针Y向直线模组12及植发针Z向直线模组11的控制下,可以在一定尺寸范围之内实现三维空间平移动作,则植发针移动横梁10之上的植发针装置9也随之实现在三维空间平移动作。因此,植发针装置9可以实现植发针任意角度转动,在植发针移动横梁10带动下又可实现三维空间内一定尺寸的任意位移。
优选地,植发针包括针杆9.2、针尖9.2.1及倒钩9.2.2,所述针杆9.2的前端为弯弧状,所述倒钩9.2.2设置在针杆9.2前端的针尖9.2.1上形成的V形沟槽,所述V形沟槽内仅能容纳1根、2根或3根发丝20。所述植发针装置9还包括植发针固定柄9.1,所述针杆9.2的后端与所述钩针固定柄9.1连接,所述植发针固定柄9.1与植发针三维移动旋转驱动装置以可拆卸方式连接。实际使用时,需要配置多个不同V形沟槽尺寸的植发针,根据植发工艺需要,当需要每次钩取一根发丝20时,就在植发针装置9上安装其V形沟槽内仅能容纳1根发丝20的植发针,如图4所示,依次类推。
本发明植发针装置中针尖9.2.1上的倒钩9.2.2在蓄发容器的发丝钩出口处钩取发丝20时有时会出现操作失误,如果出现植发针尖9.2.1上的倒钩9.2.2未能够钩取到所述发丝钩出口处的发丝20,则会出现植发空位,影响产品质量。因此,本发明还在发丝钩出口处设置发丝状态检测装置,发丝状态检测装置采用图像识别检测装置进行监控,图像识别检测装置与控制系统连接,所述控制系统设置报警器,在自动植发过程中,一旦出现植发针倒钩9.2.2未能够钩取到所述发丝钩出口处的发丝20时,则由控制系统控制停机并报警提示。
在植发针钩取发丝钩出口内的发丝20过程中,上述固定柄9.1及针杆9.2倾斜设置,蓄发容器7.7也向另一方向倾斜设置,使发丝钩出口靠近植发针,便于钩取发丝钩出口内的发丝20并穿刺头模胶皮18。
如图15所示,本发明的控制系统采用可编程控制器(英文简称PLC),PLC的输出端子分别与植发针X向模组步进电机13.1、植发针Y向模组步进电机12.1、植发针Z向模组步进电机11.1相联。由图10可以看出,植发针Y向模组底板12.10通过螺钉固定在植发针X向模组移动滑块13.2之上,植发针Z向模组底板11.10通过螺钉固定在植发针Y向模组移动滑块12.4之上。因此,当PLC向植发针X向模组步进电机13.1发出一定数量脉冲信号时,植发针X向模组步进电机13.1转动,通过植发针X向模组联轴器13.5、植发针X向模组滚珠丝杠13.4实现X向模组移动滑块13.2沿±X向移动,则同时带动植发针Y向模组与植发针Z向模组同步运动。当PLC向植发针Y向模组步进电机12.1发出一定数量脉冲信号时,通过植发针Y向模组联轴器12.2、植发针Y向模组滚珠丝杠12.8带动植发针Y向模组移动滑块12.4沿着植发针Y向模组滚珠导轨12.7进行±Y向移动,通过植发针Z向模组底板11.10带动植发针Z向模组11同步运动,植发针移动横梁10用螺钉固定在植发针Z向模组滑块11.8之上,也随之实现沿±Y向移动。当PLC向植发针Z向模组步进电机11.1发出一定数量脉冲信号时,通过植发针Z向模组联轴器11.2、植发针Z向模组滚珠丝杠11.3带动植发针Z向模组移动滑块11.8沿着植发针Z向模组滚珠导轨11.4进行±Z向移动,植发针移动横梁10也实现沿±Z向移动。
如果PLC同时向植发针X向模组步进电机13.1、植发针Z向模组步进电机11.1发出一定数量脉冲信号时,则植发针X向直线模组13与植发针Z向直线模组11同时运动,可实现植发针移动横梁10在X-Z平面内任意方向运动。如果PLC同时向植发针Y向模组步进电机12.1、植发针Z向模组步进电机11.1发出一定数量脉冲信号时,则植发针Y向直线模组12与植发针Z向直线模组11同时运动,可实现植发针移动横梁10在Y-Z平面内任意方向运动。如果PLC同时向植发针X向模组步进电机13.1、植发针Y向模组步进电机12.1发出一定数量脉冲信号时,可实现植发针移动横梁10在X-Y平面内任意方向运动。同理,如果PLC同时向植发针X向模组步进电机13.1、植发针Y向模组步进电机12.1、植发针Z向模组步进电机11.1发出一定数量脉冲信号时,可实现植发针移动横梁10在X-Y-Z空间内任意方向运动。上述的各种步进电机也可用伺服直流电机替换。
如图13所示,为植发针Z向直线模组11与植发针X向直线模组联动13,使植发针与Z轴成θ角扎入头模胶皮18。本发明在X-Z坐标系中,植发针尖扎入头模胶皮18时,与Z轴成θ角,且θ角的角度范围大约在0°~30°时是最佳扎入角度,通过PLC发出信号分别控制植发针X向直线模组13的运动速度、方向以及植发针Z向直线模组11的运动速度、方向,最终合成与Z轴成θ角的运动速度。
本发明基于PLC控制的蓄发器三维移动旋转驱动装置与基于PLC控制的植发针三维移动驱动装置对称安装布置,两者的机械本体、控制系统及控制方式基本相同。
蓄发器装置7安置于蓄发器移动横梁4之上,蓄发器移动横梁4在蓄发器X向直线模组1、蓄发器Y向直线模组2及蓄发器Z向直线模组3的控制下,可以在一定尺寸范围之内实现三维空间平移动作,则蓄发器移动横梁4之上的蓄发器装置7也随之实现在三维空间平移动作。
在根据具体工艺要求所编制的PLC程序控制之下,通过植发针装置9与蓄发器装置7之间的精密配合,最终实现将发丝20植于头模胶皮18之上,并实现所谓“扎针”工艺、“打结”工艺。
参见图14,为适应批量与大批量生产,采用模块化串联组合设计方案,可以将6台本发明上述自动植发机通过一套机架并排连接为一体,植发针装置9、蓄发器装置7分别安置在各自横梁上实现同步运动。
参见图1-图15,本发明一种上述自动植发机的植发方法的实施例,植发针包括针杆9.2、针尖9.2.1及倒钩9.2.2,所述针杆9.2的前端为弯弧状,所述倒钩9.2.2设置在针杆9.2前端的针尖9.2.1上形成的V形沟槽,所述植发方法包括如下步骤:
步骤1:在蓄发器装置中放入发丝20,并在头模胶皮支撑体17上覆盖上头模胶皮18,通过控制系统的植发点位设置模块在头模胶皮18上的待植发部位设定若干待植发点位。
步骤2:由控制系统控制植发针三维移动旋转驱动装置驱动植发针装置9,使植发针的针尖9.2.1处于植发定位基准点,并控制蓄发器三维移动旋转驱动装置使蓄发器装置7上的发丝钩出口移动至靠近所述植发定位基准点的位置,再控制所述头模支撑体双向回转驱动装置驱动头模胶皮支撑体17转动,使头模胶皮18上的一个待植发点位到达与植发针植发位置点重合的位置等待植发。
步骤3:由控制系统控制植发针三维移动旋转驱动装置驱动植发针的针尖9.2.1移动至植发针植发位置点,并与头模胶皮18上的一个待植发点位重合,植发针的针尖9.2.1先从头膜胶皮18外表面上的植发针植发位置点扎透至头膜胶皮18内表面,然后植发针旋转一定角度(约180°),植发针的针尖再从距头模胶皮扎入孔一定距离(约1-2mm),由头模胶皮内表面至头模胶皮18外表面扎出,还控制蓄发器三维移动旋转装置驱动蓄发器装置7移动使其上的发丝钩出口内的至少一根发丝20嵌入植发针的V形沟槽中,通过植发针与蓄发器装置7之间的相互移动配合将发丝2勾出并植入头膜胶皮18上与植发针植发位置点重合的待植发点位上。
步骤4:每植完一根发丝20后,由控制系统控制头模支撑体双向旋转驱动装置驱动头模支撑体17自转一定角度,然后,再按所述步骤2、步骤3的植入方法进行下一根发丝20的植入,头模支撑体自传360°后,将一周经纬向圆周线上的植发点位植满发丝20。
步骤5:由控制系统控制头模支撑体双向旋转驱动装置驱动头模胶皮支撑体17公转一定角度,再按所述步骤4进行头模胶皮18上相邻的另一纬向圆周线上的植发点位进行植发,直到头模胶皮18上各纬向圆周线的待植发部位都植入发丝20后,植发工作完成。
进一步地,所述步骤1中,控制系统在头模胶皮18上设定若干待植发点位的具体方式为:将头模胶皮18中间部位的偏心点作为头旋中心,头模胶皮18中间头旋中心周边的矩形区域设置若干行纵向排列的待植发点位,这部分区域植发时,通过头模胶皮支撑体17双向回转驱动装置驱动头模胶皮18头旋中心与待植发位置点重合,保持头模胶皮支撑体17静止不动,通过蓄发器三维移动旋转驱动装置和植发针三维移动旋转驱动装置驱动植发针与蓄发器装置7的位置调整,完成头旋中心区域所设置的各个待植发点位植发。头模胶皮18上其余部分的待植发点位的设置是以头旋中心为圆心点作出一定间距的纬向圆周线族,以头旋中心为圆心点沿植发方向作出经向圆周线族,纬向圆周线与经向圆周线在头模胶皮1上形成的交叉点即作为待植发点位。
再进一步地,每次植完一根发丝20后,由梳发板8水平回转步进电机(或直流微型电机)驱动梳发板在水平面内实现360°旋转,这根植完的发丝20将从梳发板8上的矩形透孔8.1滑落至梳发板8的下表面侧,并被梳发板8的下表面按一定规律方向压住,以此实现已植发丝20均处于梳发板8下表面侧,并有规律排列,以免影响或干扰下一根发丝20植发的生产过程。为了适应头模胶皮18头旋中心周边的矩形区域植发要求,则梳发板上的矩形透孔边长要大于相应的头旋中心周边的矩形区域边长,以保证头旋中心周边的若干行纵向排列的待植发点位全部在梳发板8的矩形透孔8.1中显露出来。
更进一步地,上述蓄发器装置7包括蓄发容器7.7、加压装置及蓄发器转动步进电机7.5,所述加压装置中的左压力轴7.1和右压力轴7.2与蓄发容器7.7底部对其中的发丝束产生压紧力,所述压紧力的范围为0.5~3Kg之间,所述压紧力范围通过左压力传感器7.9和右压力传感器7.12进行检测,并通过控制系统完成对左压力轴7.1和右压力轴7.2的位置调整;当左压力轴7.1对于发丝束压紧力小于压力下限值(例如0.5Kg)时,对应的左压力轴步进电机7.3启动,通过蓄发器左螺杆7.14转动而推动蓄发器左滑块7.15相对发丝束方向移动,则左压力轴推杆主动板7.10在蓄发器左滑块7.15带动下相对发丝束方向移动,当左压力轴7.1压紧发丝束直至压力值保持在压力上限值后(例如3Kg)停止运动。同样,当右压力轴7.2对于发丝束压紧力小于压力下限值(例如0.5Kg)时,对应的右压力轴步进电机7.4启动,通过蓄发器右螺杆7.16转动而推动蓄发器右滑块7.17相对发丝束方向移动,则右压力轴推杆主动板7.11在蓄发器右滑块7.17带动下相对发丝束方向移动,当右压力轴7.2压紧发丝束直至压力值保持在压力上限值(例如3Kg)停止运动。
根据需要,上述步骤3中,更换不同规格的植发针杆9.2,可以由植发针杆9.2上的倒钩9.2.2钩取所述蓄发器装置上发丝钩出口内的2根或3根发丝20。
本发明的设计思路和工作原理如下:
参见图9、图10,本发明待植发点位的设置方法是:将头模胶皮18覆盖在头模支撑体17上,将头模胶皮18中间部位的偏心点作为头旋中心,头旋中心周边的矩形区域设置若干行纵向排列的植发点位。头模胶皮18上其余部分的植发点位的设置:以头旋中心为圆心点作出一定间距的纬向圆周线族,以头旋中心为圆心点沿植发方向作出经向圆周线族,纬向圆周线与经向圆周线的交叉点即作为待植发点位,但相邻经向圆周线上的植发点位沿纬向方向应形成错列分布规律。通过对头模支撑体17自转运动与头模支撑体17公转运动准确控制,可实现除头旋部分之外,头模胶皮18上所有的待植发点位与植发针植发位置点(图9、图10中的C处)实现精确重合。通过头模自转步进电机16实现头模支撑体17的自转运动,通过头模公转转轴轴承座14上的头模公转转轴15转动实现头模支撑体17公转运动。
如图10所示,在此位置,纬向圆周线J1与XOZ平面的交点即为植发针的植发位置点,通过控制系统控制头模支撑体17自转角度,则可实现纬向圆周线J1上所有待植发点位顺序与植发针尖所在的植发针植发位置点C精确重合。通过头模支撑体17公转运动,还可分别实现纬向圆周线J2、纬圆周线J3,……及纬向圆周线Jn与XOZ平面的交点与植发针尖所在的植发针植发位置点C精确重合。
如图9所示,控制系统通过对头模自转步进电机16转动角度的控制,依次实现某一纬向圆周线上的待植发点位与植发针的针尖9.2.1所在的植发针植发位置点C逐一精确重合。控制系统通过对头模公转转轴15转动角度的控制,依次实现经向圆周线族与植发针的针尖9.2.1所在的植发针植发位置点C逐一精确重合。
假发产品种类很多,因此,对发丝20在头模胶皮18上“固结”方式要求也不相同,对应形成“扎针”、“打结”等生产工艺。“扎针”工艺是一种较较简单的扎针工艺,仅要求发丝过穿透头模胶皮一定长度即可。“打结”工艺是一种相对较复杂的打结植发工艺,实际上就是要通过对发丝的两个端点进行一定相对运动,实现发丝“系了一个扣”,也就是“系”在头模胶皮上。
如图1、图2、图5所示,植发针的针杆9.2与头模胶皮18表面呈一定角度扎入头模胶皮18,形成穿孔Ⅰ,然后植发针的针杆9.2沿自身轴线旋转180°过程中,针尖9.2.1在距离穿孔Ⅰ的一定距离处再形成穿孔Ⅱ并露出针尖9.2.1。此后植发针的针杆9.2自右向左移动使倒钩9.2.2退出。
在发丝20两端被拉紧的状态下,植发针的针杆9.2转过时可使发丝20缠绕在其上,例如植发针的针杆9.2旋转360°,则发丝20在针杆9.2上缠绕了一周,发丝20在两端拉紧与植发针的倒钩9.2.2卡住之间呈现力平衡状态。在发丝20已缠绕在针杆9.2之上一周的情况下,如果植发针自左向右方向退出头模胶皮18,两端被拉紧然后植发针带着发丝20向右方退出穿孔Ⅱ、穿孔Ⅰ,在这个过程中,松开发丝20一端,则这一端发丝20通过穿孔Ⅱ、穿孔Ⅰ被带过头模胶皮18。
因此,可以看出将一根发丝20植入头模胶皮18之上,其本质就是要让发丝20的一端穿过相距一定距离的两孔,即穿孔Ⅰ、穿孔Ⅱ,这就是所谓行业俗称的“扎针”工艺。在此基础上,如果将发丝20的两端按一定形式交织成“结”,则就是所谓行业俗称的“打结”工艺。
本发明一种自动植发机的植发方法可以模仿人工进行“扎针”、“打结”等生产工艺。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (12)
1.一种自动植发机,包括机架、头模胶皮支撑体、头模胶皮支撑体驱动装置、蓄发器装置、植发针装置及控制系统,所述头模胶皮支撑体用于支撑头模胶皮,所述蓄发器装置用于存放发丝束,其特征在于,所述机架的两端上分别设置蓄发器三维移动旋转驱动装置和植发针三维移动旋转驱动装置,所述机架的中部设置头模胶皮支撑体双向回转驱动装置,所述头模胶皮支撑体双向回转驱动装置上设置所述头模胶皮支撑体,所述头模胶皮支撑体呈半球形,所述头模胶皮支撑体双向回转驱动装置用于驱动头模胶皮支撑体绕过其球心的水平轴线公转及绕与所述水平轴线垂直且两者相交于所述球心的自转轴线自转;所述蓄发器三维移动旋转驱动装置上设置所述蓄发器装置, 所述蓄发器装置上设置发丝钩出口,所述植发针装置设置在所述植发针三维移动旋转驱动装置上,所述植发针装置包括植发针,所述植发针前端的针尖初始位置为植发定位基准点,所述植发针前端的针尖位于过所述球心的垂线上且与所述头模胶皮重合点为植发针植发位置点,所述控制系统包括植发点位设置模块,用于在所述头模胶皮上设定若干待植发点位,所述控制系统用于控制所述头模胶皮支撑体双向回转驱动装置驱动所述头模支撑体双向转动,使所述头模胶皮上的各待植发点位逐个到达所述植发定位基准点的下方,且与植发针植发位置点重合的位置,还控制所述蓄发器装置与所述植发针在三维空间内移动配合,使所述植发针每次钩取所述蓄发器装置上发丝钩出口内的至少1根发丝,并将发丝植于所述头模胶皮上与植发针植发位置点重合的待植发点位上。
2.根据权利要求1所述的自动植发机,其特征在于,所述机架上设置梳发板水平回转电机,所述梳发板水平回转电机的控制端与所述控制系统连接,所述梳发板水平回转电机上竖直设置的传动轴上端设置一块水平梳发板,所述梳发板的中部设置矩形透孔,所述矩形透孔中心对准下方的所述头模胶皮的待植发点位,所述传动轴偏心设置,且与所述透孔保持一定的间距,所述梳发板回转电机驱动所述梳发板在水平面内实现360°转动,用于梳理整齐植在头模胶皮上的发丝,并使已植于头模胶皮上的发丝均梳理于梳发板的下表面侧。
3.根据权利要求1或2所述的自动植发机,其特征在于,所述蓄发器三维移动旋转驱动装置包括蓄发器X向直线模组、蓄发器Y向直线模组、蓄发器Z向直线模组、蓄发器移动横梁及蓄发器支撑板,所述蓄发器X向直线模组、蓄发器Y向直线模组及蓄发器Z向直线模组的控制端均与所述控制系统连接,所述蓄发器X向直线模组设置在所述机架的一端上,所述蓄发器Y向直线模组设置在所述蓄发器X向直线模组上实现纵向移动,所述蓄发器Z向直线模组设置在所述蓄发器Y向直线模组上实现横向移动,所述蓄发器Z向直线模组的驱动端上连接所述蓄发器移动横梁实现竖向移动,所述蓄发器移动横梁与所述蓄发器支撑板连接,所述蓄发器装置设置在所述蓄发器支撑板上。
4.根据权利要求3所述的自动植发机,其特征在于,所述蓄发器移动横梁通过蓄发器微调块与所述蓄发器支撑板连接,用于精确调节所述蓄发器装置的位置;所述蓄发器装置包括蓄发容器、加压装置及蓄发器转动电机,所述蓄发器转动电机的控制端与所述控制系统连接,所述蓄发容器包括侧壁及底板,所述底板中间位置设置所述发丝钩出口,所述蓄发器支撑板连接一电机固定板,所述蓄发器转动电机固定在所述电机固定板上,所述蓄发器转动电机的传动轴穿过所述电机固定板并与所述加压装置连接,所述加压装置包括框架、左压力轴、左压力轴步进电机、蓄发器左螺杆、蓄发器左滑块、左压力轴推杆主动板、左压力轴推杆从动板、右压力轴、右压力轴步进电机、蓄发器右螺杆、蓄发器右滑块、右压力轴推杆主动板及右压力轴推杆从动板,所述左压力轴和右压力轴分别紧固在左压力轴推杆从动板和右压力轴推杆从动板上,所述左压力轴步进电机和右压力轴步进电机分别设置在所述框架顶部的左右两端,所述左压力轴步进电机的传动轴和右压力轴步进电机的传动轴分别与蓄发器左螺杆和蓄发器右螺杆连接,所述蓄发器左螺杆和蓄发器右螺杆上分别套有蓄发器左滑块和蓄发器右滑块,所述蓄发器左滑块和蓄发器右滑块分别与左压力轴推杆主动板和右压力轴推杆主动板连接,所述左压力轴推杆主动板与左压力轴推杆从动板之间加装左压力传感器,所述右压力轴推杆主动板与右压力轴推杆从动板之间加装右压力传感器,所述左压力传感器、右压力传感器、左压力轴步进电机的控制端及右压力轴步进电机的控制端均与所述控制系统连接。
5.根据权利要求1或2所述的自动植发机,其特征在于,所述头模胶皮支撑体双向回转驱动装置包括头模公转转轴轴承座、头模公转转轴、头模公转电机及头模自转电机,所述头模公转转轴轴承座设置在所述机架上靠近所述植发针三维移动旋转装置的位置,所述头模公转转轴轴承座上设置所述头模公转电机,所述头模公转转轴水平设置且由所述头模公转电机驱动转动,所述头模公转转轴的一端通过轴承安装在所述头模公转转轴轴承座上,另一端上设置安装板,所述安装板上固定安装所述头模自转电机,在所述头模自转电机上竖直设置的传动轴的上端安装所述头模支撑体,所述头模支撑体位于所述机架的中部,所述头模公转电机的控制端及头模自转电机的控制端均与所述控制系统连接。
6.根据权利要求1或2所述的自动植发机,其特征在于,所述植发针三维移动旋转驱动装置包括植发针移动横梁、植发针旋转电机、植发针X向直线模组、植发针Y向直线模组及植发针Z向直线模组,所述植发针旋转电机、植发针X向直线模组、植发针Y向直线模组及植发针Z向直线模组的控制端均与所述控制系统连接,所述植发针X向直线模组设置所述机架的另一端上,所述植发针Y向直线模组设置在所述植发针X向直线模组上实现纵向移动,所述植发针Z向直线模组设置在所述植发针Y向直线模组上实现横向移动,所述植发针Z向直线模组的驱动端上连接所述植发针移动横梁实现竖向移动,所述植发针移动横梁上设置所述植发针旋转电机,所述植发针旋转电机的传动轴上连接所述植发针装置中的植发针。
7.根据权利要求1或2所述的自动植发机,其特征在于,所述的植发针包括针杆、针尖及倒钩,所述针杆的前端为弯弧状,所述针杆的后端与所述植发针三维移动旋转驱动装置连接,所述倒钩设置在所述针杆前端的针尖上形成的V形沟槽,所述V形沟槽内仅能容纳1根、2根或3根所述发丝;所述植发针装置还包括植发针固定柄,所述针杆的后端与所述植发针固定柄连接,所述植发针固定柄与植发针三维移动旋转驱动装置以可拆卸方式连接。
8.根据权利要求7所述的自动植发机,其特征在于,还在所述发丝钩出口处设置发丝状态检测装置,发丝状态检测装置采用图像识别检测装置进行监控,所述图像识别检测装置与所述控制系统连接,所述控制系统设置报警器,在自动植发过程中,一旦出现所述植发针的倒钩未能钩取到所述发丝钩出口处的发丝时,则停机报警提示。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的自动植发机的植发方法,其特征在于,植发针装置中的植发针包括针杆、针尖及倒钩,所述针杆的前端为弯弧状,所述倒钩设置在所述针杆前端的针尖上形成的V形沟槽,所述植发方法包括如下步骤:
步骤1:在蓄发器装置中放入发丝,并在头模胶皮支撑体上覆盖上头模胶皮,通过控制系统的植发点位设置模块在所述头模胶皮上的待植发部位设定若干植发点位;
步骤2:由控制系统控制植发针三维移动旋转驱动装置驱动植发针装置,使植发针的针尖处于植发定位基准点,并控制蓄发器三维移动旋转驱动装置使蓄发器装置上的发丝钩出口移动至靠近所述植发定位基准点的位置,再控制所述头模支撑体双向回转驱动装置驱动所述头模胶皮支撑体转动,使头模胶皮上的一个待植发点位到达与植发针植发位置点重合的位置等待植发;
步骤3:由控制系统控制植发针三维移动旋转驱动装置驱动植发针的针尖移动至植发针植发位置点,并与头模胶皮上的一个待植发点位重合,植发针的针尖先从头膜胶皮外表面上的植发针植发位置点扎透至头膜胶皮内表面,然后植发针旋转一定角度,植发针的针尖再从距头模胶皮扎入孔一定距离,由头模胶皮内表面至头模胶皮外表面扎出,还控制蓄发器三维移动旋转装置驱动蓄发器装置移动使其上的发丝钩出口内的至少一根发丝嵌入植发针的V形沟槽中,通过植发针与蓄发器装置之间的相互移动配合将发丝勾出并植入所述头膜胶皮上与植发针植发位置点重合的待植发点位上;
步骤4:每植完一根发丝后,由控制系统控制头模胶皮支撑体双向回转驱动装置驱动头模支撑体自转一定角度,然后,再按所述步骤2、步骤3的植入方法进行下一根发丝的植入,头模胶皮支撑体自转360°后,将一周纬向圆周线上的植发点位植满发丝;
步骤5:由控制系统控制头模胶皮支撑体双向回转驱动装置驱动头模胶皮支撑体公转一定角度,再按所述步骤4进行头模胶皮上相邻的另一纬向圆周线上的植发点位进行植发,直到头模胶皮上各纬向圆周线的待植发部位都植入发丝后,植发工作完成。
10.根据如权利要求9所述的自动植发机的植发方法,其特征在于,所述步骤1中,控制系统在头模胶皮上设定若干待植发点位的具体方式为:将头模胶皮中间部位的偏心点作为头旋中心,头模胶皮中间头旋中心周边的矩形区域设置若干行纵向排列的待植发点位,头模胶皮上其余部分的待植发点位的设置是以头旋中心为圆心点作出一定间距的纬向圆周线族,以头旋中心为圆心点沿植发方向作出经向圆周线族,纬向圆周线与经向圆周线在头模胶皮上形成的交叉点即作为待植发点位。
11.根据如权利要求9或10所述的自动植发机的植发方法,其特征在于,每次植完一根发丝后,由梳发板水平回转电机驱动梳发板在水平面内实现360°旋转,将这根植完的发丝将从梳发板上的透孔滑落至梳发板的下表面侧,并被梳发板的下表面按一定规律方向压住,以此实现已植发丝均处于梳发板下表面,并有规律排列,以免影响或干扰下一根发丝植发的生产过程。
12.根据如权利要求9或10所述的自动植发机的植发方法,其特征在于,所述蓄发器装置包括蓄发容器、加压装置及蓄发器转动电机,所述加压装置中的左压力轴和右压力轴与蓄发容器底板对其中发丝束的左右两个压力点分别产生压紧力,所述压紧力设定压力下限值和压力上限值,所述压力下限值与压力上限值之间的压紧力范围通过左压力传感器和右压力传感器进行检测,并通过控制系统完成对左压力轴和右压力轴的位置调整;左压力轴和右压力轴分别通过蓄发器左滑块和蓄发器左滑块驱动,当左压力轴或右压力轴对于发丝束压紧力小于所述压力下限值时,对应的左压力轴直线模组步进电机或右压力轴直线模组步进电机启动,则左压力轴推杆主动板或右压力轴推杆主动板在其对应的蓄发器左滑块或蓄发器左滑块带动下相对发丝束方向移动,左压力轴或右压力轴压紧发丝束直至压力值保持在所述压力上限值后停止运动。
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